Сухие строительные смеси в современных строительных технологиях

  Сегодня, в производстве сухих строительных смесей наиболее широкое распространение получили циклические смесители с горизонтальным валом. Именно этот тип смесительного оборудования наиболее часто используется на отечественных предприятиях.  

  Для смесителей циклического действия с горизонтальным валом, характерна большая гибкость при работе с часто меняющимися составами смеси. Цикличность процесса смешивания компонентов позволяет приготавливать сложные составы в объеме, равному одному замесу.

  Смесители циклического действия с горизонтальным валом, в зависимости от диаметра активатора (вылета стоек с лопастями) и угловой скорости вращения смешивающего органа, осуществляют перемешивание компонентов сухих смесей в четырех основных режимах. Условно их можно обозначить как: «тихоходный», «среднескоростной», «скоростной» и «высокоскоростной» режимы смешивания.

  Для классификации смесителей по реализуемому ими режиму смешивания обычно используется безразмерный критерий Фруда:

Fr = R ω²/g

где R - максимальный радиус рабочего органа; ω - угловая скорость вращения; g - ускорение  свободного падения.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

5. Преимущества сухих строительных смесей перед традиционными растворными смесями 

  Трудоёмкость отделочных работ составляет 35 – 40 % трудовых затрат, используемых для возведения зданий и сооружений. Поэтому совершенствованию этого вида строительных работ, освоению новых отделочных материалов должно уделяться пристальное внимание. Усилия же представителей строительной науки, проектировщиков и строителей следует направлять на продвижение передовых технологий с целью снижения трудоемкости технологических операций отделочных работ.

  Для этого, в первую очередь, требуются высококачественные строительные материалы. Сегодня уже невозможно представить себе как новое строительство, так и реконструкцию или ремонт зданий без использования модифицированных сухих смесей. Их преимущества перед традиционными растворами неоспоримы. Традиционные растворные смеси изготавливают путем перемешивания минеральных вяжущих (цемент, известь), строительного песка и воды в заводских условиях или непосредственно на строительных объектах.

  В процессе транспортировки под воздействием различных факторов может произойти снижение подвижности товарных смесей, а также их расслаивание. На строительных объектах в растворные смеси с целью повышения их подвижности, а значит и удобоукладываемости, вводят дополнительное количество воды. Необоснованное повышение водоцементного отношения приводит к резкому снижению прочностных характеристик раствора, увеличивается его усадка, снижается трещиностойкость, повышается пористость и, следовательно, снижается морозостойкость и, как следствие, долговечность конечного продукта.

  Кроме того, для транспортирования товарных смесей заводского изготовления при отрицательных температурах необходим специальный автотранспорт или в смеси надо вводить противоморозные добавки, вследствие чего ухудшается внешний вид отделочного покрытия и его эксплуатационная надежность.

  Приготовление растворных смесей непосредственно на строительном объекте не обеспечивает точность дозировки, что приводит к нестабильности составов. Как правило, такой способ приготовления растворных смесей не предусматривает введение различных химических добавок и не позволяет изготовлять высококачественные смеси широкой номенклатуры. В результате наблюдаются случаи несоблюдения проектных решений и серьёзных нарушений технологии производства работ на строительных объектах.

  Недостатков традиционных растворных смесей можно избежать, заменив их на сухие модифицированные смеси заводского изготовления. Модифицированные сухие смеси представляют собой смесь минеральных вяжущих, минеральных наполнителей строго фиксированной дисперсности, полимерных связующих и модифицирующих химических добавок.

  В отличии от растворных смесей, приготовленных по традиционной технологии, сухие смеси доставляют на объекты в сухом виде и перемешивают с водой непосредственно перед применением.

  Таким образом, по сравнению с традиционными растворными смесями модифицированные сухие смеси имеют следующие преимущества:

• существенно повышается качество строительных работ вследствие стабильности их составов и эффективного перемешивания;
• в зависимости от вида работ и уровня механизации в 1,5-3,0 раза повышается производительность труда;
• в 3-4 раза снижается материалоемкость работ;
• упрощаются снабжение и складские операции.

  Особо следует отметить, что транспортировать сухие смеси можно как при положительных, так и при отрицательных температурах. Причем у сухих смесей отсутствуют технологические ограничения по дальности транспортирования. Сухие смеси могут использоваться на строительном объекте мелкими порциями, храниться достаточно длительное время (до полугода), сохраняя при этом все свои свойства. В отличие от технологий изготовления традиционных растворных смесей, технологии изготовления сухих смесей позволяют получать смеси со строго оптимизированным фракционным составом наполнителей и точным дозирование исходных компонентов. Именно четкое соблюдение требований по подготовке исходного сырья, его дозированию и перемешиванию обеспечивают получение сухих смесей и конечной продукции на их основе (растворы и бетоны) стабильно высокого качества.

  Именно поэтому модифицированные смеси весьма популярны, несмотря на их высокую первоначальную стоимость. В конечном итоге сухие смеси и продукция на их основе оказываются дешевле продукции из традиционных смесей благодаря обеспечению гораздо более высокой производительности труда, низкой материалоемкости, высоким эксплуатационным характеристикам и, главным образом, существенно большей долговечности. Ведь долговечность является определяющим фактором при оценке экономической эффективности применения того или иного материала. Известно, что чем короче межремонтный период, тем больше эксплуатационные расходы. К сожалению, часто приходится сталкиваться с ситуациями, когда применение дешевых строительных материалов, в частности растворных смесей, ведёт к высоким эксплуатационным расходам, и получается, что использование сухих смесей было бы экономически более целесообразно.

  Так, например, применение цементно–известковых растворов для оштукатуривания приводит к их разрушению уже через 1-2 года эксплуатации. Существует многолетний отрицательный опыт использования известково–цементных растворов для кирпичной кладки, когда после намокания кладки появляются «высолы». Таким образом, для оценки экономической эффективности использования сухих смесей необходимо рассматривать не только единовременные, но и эксплуатационные затраты, правильно определяя срок окупаемости. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

6. Требования к современным  кладочным растворам 

Cтроительные растворные смеси должны характеризоваться:

• хорошей удобоукладываемостью;
• высокой водоудерживающей способностью;
• низкими усадочными деформациями при твердении;
• пониженным содержанием в их составе легкорастворимых солей, являющихся причиной появления на фасадах зданий и сооружений высолов и выцветов (cульфатов и хлоридов щелочных металлов);
• тонкослойные кладочные растворы должны иметь определённое время корректирования;
• достаточной продолжительностью срока годности растворной смеси к применению ("живучесть").

 

Строительный  кладочный раствор должен иметь:

• определённую прочность сцепления со строительными элементами кладки (керамическим или силикатным кирпичом, блоками из различных строительных материалов и т.п.);
• определённый предел прочности при сжатии (марка);
• низкое водопоглощение (для наружной кладки);
• хорошую трещиностойкость;
• воздухо- и паропроницаемость;
• по возможности более низкую теплопроводность, морозостойкость и долговечность.

 

  Дополнительно к этим требованиям при оценке пригодности кладочного раствора для его использования в конструкции какого-либо здания и сооружения необходимо знание предела прочности при сдвиге и продольного и поперечного модулей упругости. 

  Из изложенного можно сделать очевидный вывод - разработка и производство сухих строительных кладочных растворных смесей является весьма ответственной и достаточно технически сложной задачей. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

7. Наиболее важные сухие строительные смеси и вяжущие вещества 

7.1. Цемент

 

 Цемент - основной вяжущий материал в современном строительстве, позволяющий получать изделия и конструкции высочайшей прочности. Цемент - результат мелкодисперсного измельчения продуктов спекания одного из видов глины - мергеля или смеси известняка и глины. Процесс спекания ведется в специальных печах.

  Основными материалами, сырьем и ресурсами, используемыми для производства цемента, являются:

• известняк
• глина
• гипс
• гранулированные шлаки (граншлак)
• колчеданные огарки
• уголь
• электроэнергия
• горюче-смазочные материалы - дизельное топливо, бензин, машинные масла и пр.
• огнеупорный кирпич для футеровки печей
• услуги железнодорожного транспорта

 

  При измельчении к продуктам спекания делаются дозированные добавки гипса, шлака, песка и других компонентов, что позволяет получать цемент с самыми различными свойствами. В зависимости от исходного сырья и введенных добавок цементы подразделяют на портландцементы и шлакопортландцементы. Среди портландцементов выделяют быстротвердеющие и портландцементы с минеральными добавками. 

  Бетонные конструкции, в которых используется та или иная марка цемента могут приобретать уникальные свойства. Прежде всего это особо прочные бетоны, например, для взлетных полос аэродромов и ракетно-стартовых площадок, морозо-, огне- и солеустойчивые марки.

  Для обозначения максимальных прочностных качеств цемента применяется понятие марка. Марка 400 обозначает, что в заводской лаборатории при пробном испытании затвердевшего цементного кубика с ребром 100 мм при раздавливании на прессе он выдержал нагрузку не менее 400 кг/см².

  Наиболее распространенными являются марки от 350 до 500. Изготавливаются же марки цемента до 600-й и даже 700-й марки. Все цементы имеют достаточно быстрое время твердения. Начало твердения - схватывания - лежит в пределах 40-50 мин, а конец твердения около 10-12 часов. 

Применение

  Цемент применяют для кладки кирпича, фундамента и др. Его используют для получения бетона, а его в свою очередь для получения железобетона. Железобетон используют в строительстве жилых домов и других сооружений. Его используют для строительства зданий, так как он обладает особой прочностью, и подтверждению этому служит "Останкинская телебашня", которая в свою очередь сделана из железобетона. Все эти материалы нашли широкое применение в нашей жизни, без которых бы мы не смогли представить себе современное сооружение.

  Среди строительных материалов цементу принадлежит ведущее место. В современной строительной практике роль цемента в выпуске новых прогрессивных материалов и изделий для полносборного домостроения постоянно возрастает. Его применяют для изготовления монолитного и сборного бетона, железобетона, асбестоцементных изделий, строительных растворов, многих других искусственных материалов, скрепления отдельных элементов (деталей) сооружений, жароизоляции и др. Крупными потребителями цемента являются нефтяная и газовая промышленность. Цемент и получаемые на его основе прогрессивные строительные материалы успешно заменяют в строительстве дефицитную древесину, кирпич, известь и другие традиционные материалы. 

2. Гипс 

 

  Гипс (гипсовое вяжущее) — вяжущий строительный материал который можно получить из природного двуводного гипса (СаSO₄∙2H₂O) называемого гипсовым камнем, природного ангидрида СaSО₄ и некоторых отходов промышленности (фосфогипс, а также сульфат кальция, образующийся при химической очистке дымовых газов от оксидов серы с использованием известняка).

  В зависимости от температуры тепловой обработки сырья, гипсовое вяжущие разделяют на 2 группы: низкоотжиговые (до 250 С) и высокообжиговые (свыше 450 С), к низкоотжиговым гипсовым вяжущим относятся строительный, высокопрочный и формовочный гипс.

  Строительный гипс изготавливают путем отжига гипсовой породы в варочных котлах с предварительным размалыванием. При этом он теряет часть химически связанной воды, превращаясь в полуводный сульфат кальция [β -модификация (β-полугидрат) CаSO₄ ∙0,5 H₂O. Основной проблемой и недостатком строительного гипса (β-полугидрат) является наличие большого количества свободной воды в затвердевшем гипсе.